Bài 25.4 trang 47, 48 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một vật nặng 3 kg đang đứng yên trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang thì bị tác dụng bởi một lực có độ lớn 15...

Một vật nặng 3 kg đang đứng yên trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang thì bị tác dụng bởi một lực có độ lớn 15 N theo phương song song với mặt ngang trong thời gian 3 s. Tính:

a) Vận tốc lớn nhất của vật.

b) Công mà lực đã thực hiện.

c) Động năng lớn nhất của vật.

Phương pháp giải :

a) Theo định luật II Newton: F = ma à a = \(\frac{F}{m}\)

Áp dụng công thức để tính vận tốc của vật: v = v₀ + at.

b) Áp dụng công thức tính công của vật: A = F.s.cosα = F.s

c) Áp dụng công thức tính động năng: W_đmax = \(\frac{1}{2}mv_{\max }^2\).

Lời giải chi tiết:

a) Theo định luật II Newton ta có: F = ma à a = \(\frac{F}{m}\)= \(\frac{{15}}{3}\)= 5 m/s².

Áp dụng công thức để tính vận tốc của vật: v = v₀ + at = 0 + 5.3 = 15 m/s.

Vậy vận tốc lớn nhất của vật là v = 15 m/s.

b) Quãng đường mà vật đã đi được là: s = v₀t + \(\frac{1}{2}a{t^2}\)= \(\frac{1}{2}{3.15^2}\)= 22,5 m.

Khi đó công mà lực đã thực hiện là: A = F.s.cosα = F.s = 15.22,5 = 337,5 J.

c) Áp dụng công thức tính động năng: W_đmax = \(\frac{1}{2}mv_{\max }^2\) = \(\frac{1}{2}{3.15^2}\) = 337,5 J.

Vậy động năng lớn nhất của vật là: W_đmax = 337,5 J.